Формування професійних компетентностей майбутнього вчителя – одне з головних завдань процесу реорганізації сучасної освіти. Важливими їх складовими є пізнавальна та професійна активність, які пов’язані з фундаментальною та методичною підготовкою. Великі можливості для розвитку пізнавальної діяльності майбутнього вчителя надає курс “Диференціальна геометрія”. Він є однією з базових математичних дисциплін. Моделювання фізичних явищ та процесів на основі диференціальної геометрії кривих і поверхонь є особливо актуальним у зв'язку зі зростаючою кількістю нелінійних задач, що виникають в деяких областях сучасної фізики, механіки та інженерії [2].
Внаслідок довготривалих карантинних обмежень спричинених пандемією COVID-19 заклади загальної середньої освіти вимушено запровадили дистанційний формат навчання. Оскільки формат був новий для вчителів та здобувачів освіти почали виникати прогалини у знаннях та навичках здобувачів освіти, що зумовлені різними факторами (відсутність гаджетів, інтернету, окремого місця для навчання вдома тощо). Накопичення прогалин у знаннях та навичках мало накопичувальний характер, є нерівномірним у розрізі різних закладів освіти.
Тенденції сучасної вищої освіти спрямовані на реалізацію студентоцентрованого навчання. Цього неможливо досягти без компетентнісного підходу, який поєднує загальні та предметні (фахові) знання, вміння та навички. Згідно з класифікацією, однією з предметних компетенцій є експериментальна [1]. Експериментальна діяльність мотивує здобувачів освіти, стимулює їхній інтерес до освітнього процесу, покращує засвоєння практичних знань, забезпечує досвід їхнього використання і розширює підходи до розв'язання проблем. Реалізація експериментальної компетентності значною мірою досягається під час вивчення курсу «Фізико-хімічні методи дослідження» [2].
Завдання з формування предметної та професійних компетентностей у здобувачів освіти, необхідних сучасному фахівцю, зумовлює перебудову освітнього процесу, модернізацію методичної системи навчання на основі широкого використання цифрових технологій. Це створює умови для впровадження нових форм організації освітнього процесу, таких як дистанційна, мобільна, змішана. В умовах воєнного стану найбільш оптимальною та безпечною є дистанційна форма, яка може здійснюватись у двох режимах: синхронному (усі учасники освітнього процесу одночасно перебувають у веб-середовищі) або асинхронному (освітній процес здійснюється за зручним для викладачів та студентів графіком).
Сьогодні біологія є надзвичайно багатогранною галуззю з багатьма секціями і субдисциплінами. У той час інформаційні науки забезпечують нас необхідними інструментами і технологіями для обробки і аналізу великих обсягів даних, для моделювання певних ситуацій чи прогнозування змін у майбутньому. Інтердисциплінарний підхід базується на поєднанні знань і методів із різних наукових галузей для вирішення поставленої проблеми. У контексті біології, це означає поєднання біологічних знань з інформацією з інших наук (наприклад, хімії, географії, фізики, математики, інформатики й ін.). Цей підхід допомагає отримувати більш повне розуміння біологічних проблем.
Ефективність освітнього процесу в закладах освіти залежить від успішної організації оцінювання. Згідно Закону України «Про повну загальну середню освіту» кожен учень має право на справедливе, неупереджене, об’єктивне, незалежне, недискримінаційне та доброчесне оцінювання результатів його навчання незалежно від виду та форми здобуття ним освіти [3]. На сучасному етапі розвитку середньої освіти активно впроваджується нова система оцінювання, у якій важливе місце має формувальне оцінювання. Активне використання формувального оцінювання сучасними педагогами є одним із ключових елементів якісної освіти.
Уже з дошкiльного вiку дiтям можна i необхiдно прищеплювати любов до навколишнього середовища, вмiння оберiгати «зелених друзiв» та примножувати природні багатства. Екологiчне виховання є складовою в системi освітньої роботи з учнями з метою всебiчного розвитку дитини, оскiльки формування особистостi поза живою природою неможливе [2]. Ознайомлення дiтей з природою – один iз головних засобiв їх розвитку, формування екологiчно компетентної особистості, здатної вільно орiєнтуватися у природному середовищі, приймати екологічно грамотні рішення та робити висновки.
Експериментальні завдання – вид фізичних завдань, постановка та розв’язування яких органічно пов’язане з експериментом, тобто з різними вимірюваннями, відтворенням фізичних явищ, спостереженням за фізичними процесами, складанням експериментальних установок, розробкою приладів тощо.
Підготовка професійно компетентного, висококваліфікованого вчителя, здатного до організації й упровадження освітнього процесу в закладах загальної середньої освіти потребує вивчення здобувачами низки навчальних дисциплін, в процесі чого формуються загальні й професійні компетентності, визначені в професійному стандарті за професією «Вчитель закладу загальної середньої освіти» [1]. Навчальна дисципліна «Інформаційно-комунікаційні методи навчання біології» – одна із обов’язкових із циклу дисциплін професійної підготовки фахівців другого (магістерського) рівня вищої освіти за спеціальністю 014 – Середня освіта (Біологія та здоров’я людини) у Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича.
Шлях до знань, умінь, набуття навичок діяльності лежить через навчання. Задача, а точніше процес розв’язання задачі, є одним із багатьох методів навчання, який водночас забезпечує можливість перевірки досягнутого рівня знань і практичних навичок здобувачів освіти. Не можна говорити про міцні, системні знання людини з фізики, якщо ця людина не вміє розв’язувати задачі з фізики. Інша річ, що фізичні задачі є дуже різними за змістом, формою, рівнем складності та вимогами щодо узагальнення матеріалу тощо. Особливої уваги заслуговують «олімпіадні задачі» – це завдання високого рівня складності, вимагають від учасників не лише знань базових понять, але й здатності до творчого мислення та розв’язування нестандартних задач. Олімпіадні задачі зазвичай мають дві основні мети: дозволяють визначити рівень знань та вмінь учасників, які беруть участь у олімпіаді та сприяють розвитку творчих та аналітичних здібностей учасників, які намагаються розв’язати ці завдання.